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Chemikalien in der Umwelt

<p> <p>Wir kommen täglich mit Chemikalien wie z.B. Lösungsmitteln, Farben und Lacken, Haushaltchemikalien, Weichmachern und Flammschutzmitteln aus Kunststoffen in Berührung. Die von Chemikalien ausgehenden Gefahren betreffen uns alle. Um die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor chemischen Substanzen zu schützen, trat 2007 die europäische Chemikalienverordnung REACH in Kraft.</p> </p><p>Wir kommen täglich mit Chemikalien wie z.B. Lösungsmitteln, Farben und Lacken, Haushaltchemikalien, Weichmachern und Flammschutzmitteln aus Kunststoffen in Berührung. Die von Chemikalien ausgehenden Gefahren betreffen uns alle. Um die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor chemischen Substanzen zu schützen, trat 2007 die europäische Chemikalienverordnung REACH in Kraft.</p><p> <p>Die Europäische Union (EU) erfasst mit der Verordnung (EG) 1907/2006 über die Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von chemischen Stoffen - kurz <a href="https://echa.europa.eu/de/regulations/reach/understanding-reach">REACH-Verordnung</a> genannt - alle Chemikalien, die nicht in speziellen Gesetzen, wie z.B. der Biozid- oder Arzneimittelverordnung, geregelt werden. Unter REACH werden im Rahmen der Registrierung Daten zum Verbleib und zur Wirkung von Chemikalien auf Mensch und Umwelt gefordert. Besonders problematische Chemikalien können für bestimmte Verwendungen verboten oder zulassungspflichtig werden. Hersteller von Chemikalien sind für die sichere Handhabung ihrer Produkte verantwortlich und müssen garantieren, dass diese weder Gesundheit noch Umwelt übermäßig belasten. Chemikalien können bei der Gewinnung, Herstellung, Verarbeitung, in der Nutzungsphase von Produkten, beim Recycling und in der Entsorgungsphase in die Umwelt gelangen. Je nach Verwendungsbedingungen und chemisch-physikalischen Eigenschaften gelangen sie in Umweltmedien wie Luft, Grundwasser, Oberflächengewässer, Klärschlamm, Boden und somit auch in Organismen und ihre Nahrungsketten.&nbsp;</p> <p>Unter REACH werden besonders besorgniserregende Stoffe identifiziert. Diese werden im Englischen „substances of very high concern“ (SVHC) genannt. Dazu gehören zum Beispiel Stoffe, die giftig und langlebig in der Umwelt sind und sich in Organismen anreichern (persistent, bioaccumulative and toxic – <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pbt">PBT</a>), oder Stoffe, die giftig, persistent und mobil in der Umwelt sind (PMT Stoffe). Ebenfalls gehören Stoffe dazu, die auf das Hormonsystem wirken, die sogenannten Endokrinen Disruptoren. Dadurch kann die Entwicklung und die Fortpflanzung von Lebewesen geschädigt werden. Das Geschlechterverhältnis ganzer Populationen kann sich verändern. So können Vermännlichungen und Verweiblichungen sowie der Verlust der Fortpflanzungsfähigkeit auftreten. Im Folgenden sind beispielhaft Umweltkonzentrationen von einzelnen Stoffen bzw. Stoffgruppen aufgeführt, die das Umweltbundesamt unter REACH als besonders besorgniserregende Stoffe identifiziert hat:</p> <ul> <li>Bestimmte Nonylphenole und Oktylphenole wirken wie das Hormon Östrogen und gehören damit zu den hormonell wirksamen Stoffen in der Umwelt. Beide Stoffgruppen sind in europäischen Oberflächengewässern nachzuweisen. Die in Produkten ebenfalls eingesetzten Ethoxylate der Nonyl- und Oktylphenole werden zudem in Kläranlagen und Gewässern zu den entsprechenden Nonyl- bzw. Oktylphenolen abgebaut und erhöhen dadurch den Umwelteintrag. Die Verwendung von Nonyl- und Oktylphenolethoxylaten ist in der EU zulassungspflichtig, d.h. sie dürfen nur noch verwendet werden, wenn keine Freisetzung in die Umwelt stattfindet oder der gesellschaftliche Nutzen der Verwendung die Risiken übersteigt und es keine Alternativen für diese Verwendungen gibt. Ein Eintragspfad in die Umwelt scheint das Waschen von außerhalb der EU eingeführten Textilien zu sein, die mit Nonylphenolethoxylaten behandelt wurden. Beim Waschen gelangen diese Substanzen über das Abwasser in die Kläranlagen und dann in die Umwelt (siehe Tab. „Konzentrationen von Nonylphenolen und Oktylphenol in Oberflächengewässern in Deutschland“). Eine <a href="https://www.echa.europa.eu/documents/10162/7dcd73a4-e80d-47c5-ba0a-a5f4361bf4b1">Beschränkung</a>, die den Eintrag dieser Stoffe in die Umwelt über importierte Produkte reduzieren soll, wurde von der Europäischen Kommission beschlossen und trat nach einer Übergangsfrist im Februar 2021 in Kraft. Aktuell wird auf europäischer Ebene eine Strategie erarbeitet, wie sich die ganze große Gruppe der Alkylphenole, zu der auch das Nonylphenol und das Oktylphenol gehören, regulieren lässt.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_tab_konz-nonyl-oktylphenol_ofg_2017-05-29.png"> </a> <strong> Tab: Konzentrationen von Nonylphenolen und Oktylphenol in Oberflächengewässern in Deutschland </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_tab_konz-nonyl-oktylphenol_ofg_2017-05-29.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (47,35 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_tab_konz-nonyl-oktylphenol_ofg_2017-05-29.xlsx">Tabelle als Excel (229,84 kB)</a></li> </ul> </p><p> Prüfen der Umweltwirkung von Chemikalien <p>Das Umweltbundesamt (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>) bewertet bei der gesetzlichen Stoffprüfung von Chemikalien, wie diese Stoffe auf die Umwelt wirken. Das UBA führt dabei in der Regel keine eigenen Untersuchungen durch. Es prüft die von Antragstellern eingereichten Daten, sowie die wissenschaftliche Literatur zu Umweltwirkungen und bewertet dann die Risiken für die Umwelt. Bestimmte Chemikalienwirkungen wie zum Beispiel Einflüsse auf die Ozonschicht und auf das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> werden in gesonderten gesetzlichen Regelungen behandelt.</p> <p>Die jeweiligen gesetzlichen Stoffregelungen geben vor, welche Informationen und Testergebnisse Unternehmen, die eine Chemikalie oder ein Präparat auf den Markt bringen wollen, für eine Umweltprüfung vorlegen müssen (siehe Tab. „Überblick zu den Testanforderungen in den Stoffregelungen – <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a>-Chemikalien“). Im Rahmen des noch laufenden „REACH-Review“ Prozesses ist geplant, in Zukunft neue Tests und Endpunkte in den Standartdatensätzen, die bei der Markteinführung vorgelegt werden müssen, zu ergänzen. Damit sind dann z.B. Daten zu der endokrinen Wirkweise von Chemikalien von Anfang an verpflichtend und erlauben den Behörden eine effizientere Bewertung von Substanzen hinsichtlich dieses Gefahrenpotenzials.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_tab_ueberblick-testanford-reach_2019-03-18.png"> </a> <strong> Tab: Überblick zu den Testanforderungen in den Stoffregelungen: REACH-Chemikalien </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_tab_ueberblick-testanford-reach_2019-03-18.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (62,50 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_tab_ueberblick-testanford-reach_2019-03-18.xlsx">Tabelle als Excel (231,89 kB)</a></li> </ul> </p><p> Öffentlich zugängliche Daten zu Chemikalienwirkungen <p>Daten zu Wirkungen von Chemikalien sind über verschiedene Datenbanken zugänglich.&nbsp;</p> <ul> <li>Das Informationssystem Chemikalien des Bundes und der Länder (<a href="https://recherche.chemikalieninfo.de/">ChemInfo</a>) enthält neben Daten zur Wirkung von Chemikalien auch weitere Informationen zu physikalisch-chemischen Eigenschaften sowie darüber, wie ihre Verwendung gesetzlich geregelt ist.</li> <li>Die Europäische Chemikalienagentur ECHA hält auf ihrer Website Informationen zu jenen Chemikalien bereit, die Unternehmen nach den Vorgaben der europäischen Verordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von chemischen Stoffen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a>) registriert haben (Stoffeigenschaften, Wirkungen).</li> <li>Das Informationssystem Ökotoxikologie und Umweltqualitätsziele (<a href="https://recherche.chemikalieninfo.de/etox">ChemInfo ETOX</a>) des Umweltbundesamtes informiert Bürgerinnen und Bürger über ökotoxikologische Eigenschaften von Chemikalien sowie über Umweltqualitätsziele für Gewässer.</li> <li>Das Informationssystem Rigoletto des Umweltbundesamtes informiert Bürgerinnen und Bürger über die Einstufung einer Chemikalie in eine Wassergefährdungsklasse.</li> <li>Über das eChem-Portal der Organisation für wirtschaftliche Entwicklung und Zusammenarbeit (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/oecd">OECD</a>) hat die Öffentlichkeit Zugriff auf internationale Datenbanken zu Chemikalienwirkungen.</li> <li>Auf der Internetseite der Europäischen Kommission kann jedermann die Bewertungsberichte für biozide Wirkstoffe einsehen, welche in die Unionsliste der genehmigten Wirkstoffe aufgenommen wurden.</li> </ul> </p><p> Chemikalien in der Europäischen Union <p>Wie viele verschiedene Chemikalien verwendet werden, ist nicht bekannt. Im Einstufungs- und Kennzeichnungsverzeichnis (Classification Labeling &amp; Packaging-Verordnung) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) sind (Stand 07.08.2024) 259.538 Stoffe verzeichnet. Dazu kommen noch Stoffe für die keine Meldepflicht ins Verzeichnis besteht (insbesondere nicht nach <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a> registrierungspflichtige Stoffe soweit diese nicht als gefährlich im Sinne der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/clp">CLP</a>-VO einzustufen sind).</p> <p>Bis zum Jahr 2018 mussten Chemikalienhersteller und -importeure schrittweise fast all jene Chemikalien registrieren, von denen sie innerhalb der Europäischen Union (EU) mehr als eine Tonne jährlich herstellen oder in die EU einführen. Bis zum 31.07.2024 wurden 22.773 verschiedene Stoffe bei der ECHA in Helsinki registriert bzw. gelten als registriert. Deutsche Unternehmen haben davon 11.786 Stoffe (mit-)registriert (ECHA Registrierungsstatistik).</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Gestern PCBs - heute PFCs und bromierte Flammschutzmittel - und morgen?

Mit dem Stockholmer Übereinkommen begann im Jahre 2004 die weltweite Regulierung von persistenten organischen Schadstoffen (POPs). Trotz beschlossener Verbote und Einschränkungen stellen POPs immer noch eine Herausforderung für das Chemikalienmanagement dar. Teils hohe Altbestände in Erzeugnissen, Schwierigkeiten bei der Erfassung und fachgerechten Entsorgung POP-haltiger Abfallströme und die Substitution von POPs durch ebenfalls problematische Ersatzstoffe zählen dazu.Im Forschungsprojekt wurden Möglichkeiten für ein effektiveres und stärker vorausschauend ausgerichtetes Management dieser Stoffe untersucht. Die Analysen und Empfehlungen beziehen sich auf drei zentrale Aspekte des Managements von POPs: die Kriterien zur Identifizierung von POPs, die regulatorischen Maßnahmen unter der Stockholm-Konvention sowie zusätzliche unterstützende Aktivitäten der Chemikalienpolitik.

Überarbeitung der statistischen Guidance zu OECD Prüfrichtlinien (OECD Series on Testing and Assessment No. 54)

Hintergrund: Datenanforderungen der Europäischen Verordnungen für Industriechemikalien (REACH 1907/2006/EG), Pflanzenschutzmittel (1107/2009/EG), Biozide (528/2012/EG), Tierarzneimittel (2019/6/EG) und der Richtlinie für Arzneimittel (2004/28/EG und 2004/27/EG) basieren auf standardisierten ökotoxikologischen Labor- und Freilandtests., i.d.R. OECD-Prüfrichtlinien. Die Festlegung der statistischen Auswertung der Labordaten erfolgt derzeit in den einzelnen OECD-Prüfrichtlinien mit Hinweis auf die 2006 veröffentlichten Grundprinzipien der statistischen Auswertung für OECD-Prüfrichtlinien im OECD Dokument Nr. 54 'Current approaches in the statistical analysis of ecotoxicity data: a guidance to application'. Die im OECD Dokument Nr. 54 beschriebenen Methoden sind (teilweise) überholt und es fehlen geeignete Methoden für die Auswertung von nicht-normalverteilten Daten. Nicht-normalverteilte Daten kommen standardmäßig in aquatischen Mesokosmen und Freilandstudien an Bodenorganismen und Arthropoden vor, die eine zentrale Rolle in der Zulassung von Chemikalien spielen. Eine Überarbeitung des OECD Dokuments Nr. 54 ist dringend notwendig, weil es direkte Auswirkungen auf die statistische Auswertung aller OECD-Prüfrichtlinien für die Bewertung von Auswirkungen auf Nichtzielorganismen hat. Forschungsziele sind: 1. Aktualisierung von OECD Dokument Nr. 54 - Aufnahme fehlender Methoden-Prüfung und Aktualisierung enthaltener Methoden, 2. Überführung des OECD Dokument Nr. 54 in ein OECD Guidance Dokument (verbindlicher) - Ermöglichung direkter Verweise zu bestehenden OECD-Prüfrichtlinien und der Vereinheitlichung statistischer Verfahrensweisen innerhalb bestehender OECD Prüfrichtlinien sowie eine präzisierte Ableitung der abgeleiteten Endpunkte zur Verbesserung der Risikobewertung für Chemikalien.

Performanzen der Wald-Governance Regionaler Regime - Eine umfassende,vergleichende Analyse

Globalisierung, Internationalisierung und eine zunehmende Anzahl grenzüberschreitender Umweltherausforderungen wie Klimawandel und Biodiversität haben politische Akteure dazu veranlasst, die Notwendigkeit einer Forstpolitik über die nationale Ebene hinausanzuerkennen. Dies spiegelt sich auch in der Forschung mit einer zunehmenden Anzahl von Studien zum internationalen Forstregime wider. Diese Arbeiten haben gezeigt, dass das internationale Regime fragmentiert ist und nur begrenzt zur effektiven Wald Governance beiträgt. Während die internationale Ebene häufig untersucht wird, wissen wir weniger über die Governance-Performanz regionaler Regime, die sich mit Forstpolitik befassen, obwohl es auf regionaler Ebene insgesamt 76 verschiedene Regime gibt, für die die Europäische Union oder Congo Basin Forest Partnership prominente Beispiele sind. Angesichts der begrenzten Wirksamkeit des internationalen Forstregimes wird die vergleichende und umfassende Untersuchung verschiedener regionaler Regime zur WaldGovernance und ihrer Unterschiede und Ähnlichkeiten in der Leistung umso wichtiger. Durch einen vergleichenden Ansatz trägt dieses Projekt dazu bei, Wissenslücken über regionale Regime zu schließen. Zu diesem Zweck werden drei Forschungsfragen zu dreiDimensionen von Leistung, Output, Outcome und Impact der Wald Governance in regionalen Regimen untersucht. Dies sind: Unterscheiden sich regionale Regime in Bezug auf Art und Umfang der von ihnen produzierten Outputs im Bereich der Wald Governance(Anzahl der Politiken, Entscheidungen, etc. die ein regionales Regime verabschiedet), und wie können beobachtete Unterschiede erklärt werden? Erzielen einige regionale Regime eine bessere Leistung in Bezug auf das Outcomes von Wald Governance (Aktivitätenbasierend auf den Outputs des regionalen Regimes) und warum? Wann erreichen regionale Regime einen hohen Impact im Bereich der Wald Governance (Problemlösung) und wie können Unterschiede in dieser Hinsicht erklärt werden?

Schwerpunktprogramm (SPP) 2322: Systemökologie von Böden - das Mikrobiom und die Randbedingungen modulieren die Energieentladung, Teilprojekt: Energiestrukturen - Energie hält dissipative Strukturen in Bodensystemen aufrecht

Organische Bodensubstanz (SOM) ist nicht passiv, sondern ein ständiger Fluss von Materie (oder Kohlenstoff - C) und Energie (E). Diesen Fluss treiben von Boden(mikro)biota erzeugte Gradienten an, was sie zu einem integralen Bestandteil desselben macht. Er ermöglicht den Mikrobiota sich durch Selbstorganisation einem Fließgleichgewicht anzunähern und es entstehen zeitlich und räumlich geordnete, dissipative Prozesse und/oder Strukturen (DS). Vermutlich nähern sich die Flüsse und Transferraten einem thermodynamischen Optimum, wie es z. B. das Maximum-Power-Prinzip (MPP) formuliert. Durch diese Prozesse wird E in qualitativ (Entropie vs. Enthalpie) unterschiedliche Pools verteilt: a) Wärme, b) sequestrierte SOM, c) bioverfügbare SOM, d) Biomasse. Die Organismen nutzen jedoch nur einen Teil der E des Substrates. Diese bioverfügbare E hängt von dessen energetischen Eigenschaften, seinem Status im Boden (z. B. Sorption) und der Nutzung zusätzlicher SOM-Komponenten (Priming) ab. Unser Ziel ist es zu verstehen, wie eine E-Zugabe das Auftreten von und/oder den Wechsel zwischen DS (Prozesszuständen) im Boden steuert. Dazu werden die DS durch Experimente mit unterschiedlichen Substratzugaben untersucht. Dies sind 1) einmalige, 2) wiederholte, 3) kontinuierliche Zugaben. Während 1) die Umwandlungsphasen zwischen DS zeigt, führt 2) zu oszillierenden Strukturen, welche die Resilienz der DS zeigen und 3) ermöglicht, die DS in ihren Eigenschaften nahe dem stationären Zustand zu untersuchen. Stationäre Zustände erleichtern die Prüfung thermodynamischer Optimierungsprinzipien (z. B. MPP) und lassen sich besser mit Modellen der irreversiblen Thermodynamik beschreiben. Die Kombination von Stoff- und E-Bilanzen mit kalorimetrischen Messungen ist das geeignete Instrument zur Untersuchung DS, da diese als dynamische Stoff- und E-Flüsse zu verstehen sind. Die bioverfügbare E ist ein entscheidender Faktor für die Aufrechterhaltung bestehender oder die Etablierung neuer DS. Sie hängt von thermodynamischen molekularen Substrateigenschaften und der Nutzung von OBS-Komponenten (Priming) ab und wird durch Wechselwirkungen zwischen Substrat und Boden modifiziert Dies wird mit den o.a. Ansätzen 1-3 in Mikrokosmos-, Kalorespirometer- und kontinuierlichen Röhrenreaktorversuchen untersucht. Zum Erhalt vollständiger Bilanzen werden z.T. werden 13C-markierte Substrate verwendet. Aus den Ergebnissen werden QSAR-Modelle abgeleitet (weitere Parameter aus quantenchemischer Modellierung), um die bioverfügbare E zu schätzen. Durch thermokinetische Modellierung aller Ergebnisse werden Gibbs-E und Entropieänderungen der Substratumsätze berechnet. Es wird erwartet, dass eine modellgestützte Abschätzung der C- und E-Retention durch die Bodenbiota, die Bestimmung der Nutzungseffizienz von C und E und die Abschätzung der Speicherung von OM im Boden erreicht werden kann. Insgesamt trägt dies zu einem besseren Verständnis und Management des C-Budgets von Böden bei.

Sachstand über gefährliche Stoffe in Produkten aus Massenkunststoffen und Ableitung von Anforderungen an Rezyklate

Um das Ziel der Stärkung des Kunststoffrecyclings im Sinne der zirkulären Ökonomie zu erreichen, ist es notwendig, die Kenntnis über Additive, gefährliche Stoffe (eingestuft gemäß CLP-Verordnung oder SHVC nach REACH) und Degradationsprodukte in Kunststoffen sowie über Kontaminationen in Kunststoffabfällen zu vertiefen. Das Vorhaben soll an die Ergebnisse des Berichtes UM 19 34 5080 anknüpfen und die Frage des Gehaltes an gefährlichen Stoffen und der Rezyklatqualität für Produkte aus Massenkunststoffen wie Haushaltswaren, Sport/Spiel/Freizeit, Möbel, Landwirtschaft und Verpackungen untersuchen. Ziele des Vorhabens sind: 1) Gesamtüberblick über die Verwendung von gefährlichen Stoffen in Kunststoffen, welche üblicherweise für die betrachteten Anwendungen zum Einsatz kommen, 2) Identifizierung und Entwicklung von Verfahren zur Identifikation und Quantifizierung gefährlicher Stoffe zur Beurteilung des Aufbereitungserfolges und 3) Ableitung von Anforderungen an Kunststoffrezyklate für ausgewählte Einsatzbereiche.

EU Climate Policy Tracker

The EU Climate Policy Tracker (EU CPT) presents up-to-date developments in climate and energy policies in the EU-27. Although government policy is the single most influential driver behind the fight against climate change, there is limited information about the status of the policies that influence increases or decreases in emissions. The EU Climate Policy Tracker (EU CPT) is intended to bridge this gap. The project holds two references in focus at the same time: a 2050 goal of near total decarbonisation, and our current policy trajectory. A uniquely developed scoring method, modelled on appliance efficiency labels (A-G), gives an indication of how Member States are doing compared to a low-carbon policy package. This results in aggregated scores, supported with a rich background of information, for all Member States, at EU level, and for different economic sectors. The project is intended to be a resource for those seeking information, a means of sharing best practice, and a way of holding policymakers to account. In 2011 we updated our initial rating from November 2010. The findings of 2010 showed that the average score across the EU was an E, indicating that the level of effort needed to treble to be on track to reach the 2050 vision. Looking at the developments in 2011, we can see that there has been considerable activity in many countries, though the overall scoring has generally remained constant: positive actions are counteracted by negative developments or budget cuts. The EU CPT is a joint project by Ecofys and WWF. The project is funded by the European Climate Foundation. Visit the EU Climate Policy Tracker on: www.climatepolicytracker.eu.

Langfristige Nachwirkungen („legacy“) und Grenzen der Trockentoleranz von Buchen-/Fichtenbeständen Teil A - Auswirkungen von wiederkehrender Trockenheit und Erholung nach Trockenstress auf das Wachstum von Rein- und Mischbeständen - Analyse über zeitliche und räumliche Skalen

Das „Kranzberg Forest Roof Project“ (KROOF) wird seit 2013 durch die DFG gefördert. Die Expertise der drei, der TUM zugehörigen Gruppen, decken die Waldwachstumskunde, Ökophysiologie und Rhizosphärenbiologie ab. Im Rahmen des Weave-Programmes ist die Universität Innsbruck beteiligt. In der ersten Förderperiode (KROOF 1) wurde in einem adulten Buchen/Fichten-Mischbestand in Süddeutschland ein Austrocknungsexperiment mit ca. 100 Bäumen konzipiert und die Auswirkungen von mehrjähriger Sommertrockenheit auf Bäume und deren Ektomykorrhizen erfasst. Vergleichend wurde die Anpassung an langjährige Trockenheit an fünf Standorten entlang eines Niederschlagsgradienten untersucht. In der zweiten Förderperiode (KROOF 2) stand die Erholung der Bestände im Zentrum des Interesses. In der nun beantragten dritten Förderperiode soll die Vorbehandlung durch Trockenheit genutzt werden, um die Bäume einem erneuten Trockenstress auszusetzten. Dadurch soll geklärt werden, ob die Bestände durch die vorangegangene Trockenheit angepasst, d.h. weniger empfindlich, gegenüber dem erneuten Trockenstress sind, oder ob die Vorbehandlung zu einer Vorschädigung geführt hat und die Bäume dadurch früher an die Grenzen ihrer Trockentoleranz stoßen und letale Schädigungen erleiden. Durch die induzierte, potentiell letale Trockenheit sollen Mechanismen der Trockenheitsresistenz und Prozesse des Absterbens der Bäume erarbeitet werden. Im Zentrum stehen die folgenden Hypothesen:„Mixing“-Hypothese: Mischbestände profitieren von der strukturellen Heterogenität und asynchroner Ressourcennutzung bei Trockenheit.„Weakest link“-Hypothese: Die Anpassung an Wassermangel wird bei extremer Trockenheit durch den Zusammenbruch des schwächsten Glieds des Wassertransports entlang des Boden-Pflanze-Atmosphäre-Kontinuum außer Kraft gesetzt.„Legacy“-Hypothese: Baumbodensysteme, die einer früheren Trockenheit ausgesetzt waren, kommen besser mit erneuter Trockenheit zurecht als solche die zum ersten Mal extreme Trockenheit erleiden.Das vorliegende Forschungsvorhaben zielt darauf ab, die vielschichtigen Reaktionsweisen von Rein- und Mischbeständen aus Fichte und Buche auf wiederholte Trockenheitsereignisse zu untersuchen. Es nutzt Daten aus KROOF 1 und KROOF 2 und wird durch neue Messungen ergänzt. Das Vorhaben beleuchtet Akklimatisierungsmechanismen von der Organ- bis zur Bestandsebene und analysiert die Folgen wiederholter Dürre auf Baumwachstum und Sterblichkeit. Das Ziel besteht darin, die empirischen Ergebnisse in das prozessorientierte Einzelbaumwachstumsmodell BALANCE zu integrieren. Dies ermöglicht präzise Simulationen und Untersuchungen auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Dimensionen. Entscheidende Einblicke in das dynamische Zusammenspiel zwischen Wäldern und ihrer sich verändernden Umwelt können gegeben werden, was sowohl der Wissenschaft als auch der nachhaltigen Waldbewirtschaftung zugutekommen wird.

Langfristige Nachwirkungen („legacy“) und Grenzen der Trockentoleranz von Buchen/Fichten-Beständen Teil B - Wassertransport entlang des Boden-Pflanze-Atmosphäre-Kontinuums unter letalem Trockenstress

Das „Kranzberg Forest Roof Project“ (KROOF) wird seit 2013 als Paket von drei Einzelanträgen durch die DFG gefördert. Die Expertise der beteiligten Gruppen deckt die Waldwachstumskunde, Ökophysiologie und Rhizosphärenökologie ab. Über das Weave-Programm ist die Universität Innsbruck beteiligt. In der ersten Förderperiode (KROOF 1) wurde in einem adulten Buchen/Fichten-Mischbestand in Süddeutschland ein Austrocknungsexperiment mit ca. 100 Bäumen konzipiert und die Auswirkungen mehrjähriger Sommertrockenheit auf Bäume und ihrer Ektomykorrhizen erfasst. Vergleichend wurde die Anpassung an langjährige Trockenheit an fünf Standorten entlang eines Niederschlagsgradienten untersucht. In der zweiten Förderperiode (KROOF 2) stand die Erholung der Bäume und Bestände im Zentrum. In der nun beantragten dritten Förderperiode sollen die durch Trockenheit vorbehandelten Bäume einer erneuten, potenziell letalen Trockenheit ausgesetzt werden. Damit soll geklärt werden, ob die Bestände durch die vorangegangene Trockenheit angepasst, d.h. weniger empfindlich, gegenüber dem erneuten Trockenstress sind, oder ob sie früher an die Grenzen ihrer Trockentoleranz stoßen und früher letale Schädigungen erleiden als erstmals trockengestresste Bäume. Durch die erneute Austrocknung sollen Mechanismen der Trockentoleranz und Prozesse des Absterbens der Bäume erarbeitet werden. Folgende Hypothesen stehen im Mittelpunkt: „Mixing“-Hypothese: Mischbestände profitieren von struktureller Heterogenität und asynchroner Ressourcennutzung bei Trockenheit. „Weakest link“-Hypothese: Die Anpassung an Wassermangel wird bei extremer Trockenheit durch den Zusammenbruch des schwächsten Glieds im Wassertransport entlang des Boden-Pflanze-Atmosphäre-Kontinuum außer Kraft gesetzt. „Legacy“-Hypothese: Baum-Boden-Systeme, die einer früheren, intensiven Trockenheit ausgesetzt waren, kommen besser mit erneuter Trockenheit zurecht als solche die zum ersten Mal extreme Trockenheit erleiden. Der Schwerpunkt liegt auf ökophysiologischen Untersuchungen zum Wassertransport und -verbrauch von Bäumen und Beständen, wobei auch der Wasserverlust über die Rinde einbezogen wird. Mechanismen und Vulnerabilität des Wassertransports an der Boden/Wurzel-Schnittstelle und innerhalb des Baumes werden zeitlich und räumlich detailliert untersucht, unter besonderer Berücksichtigung der Auswirkungen vorangegangener Trockenheit („Legacy“) und des Einflusses der Ressourcennutzung in Rein- und Mischbeständen.

REACH-Projekt Baden-Württemberg: begleitende Projektberatung

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